《(2.4)--第五章数控技术与数控机床.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《(2.4)--第五章数控技术与数控机床.ppt（24页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、14603D第五章主轴驱动及控制第五章主轴驱动及控制第一节概述第二节数控装置与主轴驱动装置的信号连接第三节主轴分段无级变速及控制第四节主轴准停控制第五节主轴与进给轴的关联控制14603D第一节概述第一节概述一、数控机床对主轴控制的要求二、主轴驱动装置的特点与工作特性曲线对主轴驱动的要求对主轴驱动的要求 o较宽的调速范围、无级调速o恒功率范围要宽o要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加减速控制，要求在有四象限的驱动能力，并且加减速时间短。o为满足加工中心自动换刀（ATC）以及某些加工工艺的需要，要求主轴具有高精度的准停控制。o在车削中心上，还要求主轴能具有旋转进给轴（C轴）的控制功能。第一节概述
2、第一节概述第二节第二节 主轴驱动装置的工作原理主轴驱动装置的工作原理一、对主轴电动机的要求一、对主轴电动机的要求o电动机的输出功率要大。o在大的调速范围内速度应稳定，而且恒功率的速度范围宽。o在断续负载下电动机转速波动小，过载能力强。o加减速时间短。o电动机温升低。o振动、噪声小。o电动机的可靠性高、寿命长、维护容易。o体积小，重量轻。分类分类：主轴直流电动机：励磁式直流电机类型中的他激直流电机。主轴交流电动机：鼠笼型感应电动机 二、交流主轴电动机二、交流主轴电动机第二节第二节 主轴驱动装置的工作原理主轴驱动装置的工作原理1、交流主轴驱动系统调速：转速公式：调速方法：变频调速是最适用的方法，主
3、要有：压频（u/f）调速 矢量变换控制调速三、交流主轴驱动装置三、交流主轴驱动装置f 定子电源频率p 磁激对数S 转差率ns 定子旋转磁场转速n 转子转速Tn10203040100020003000恒转矩调速特性曲线1、交流主轴驱动系统调速变频调速的控制方法恒转矩调速 T=CTmI2cos 2 其中T不变，则需u1/f1为常数k11：定子每相绕组等效匝数m：每极磁通量u1：定子相电压CT：转矩常数I2：折算到定子上的转子电流Cos2：转子电路功率因数Tn10203040100020003000恒Tm调速特性曲线1、交流主轴驱动系统调速变频调速的控制方法恒最大转矩Tmax调速若低速时Tmax不变
4、，则需E1/f1为常数1、交流主轴驱动系统调速变频调速的控制方法恒功率调速10203040506010002000nT三、交流主轴驱动装置三、交流主轴驱动装置2、交流主轴驱动特性曲线转矩与转速的关系曲线功率与转速的关系曲线第三节第三节 主轴分段无级调速控制主轴分段无级调速控制一、概述数控机床常采用14挡齿轮变速与无级调速相结合的方式，即所谓分段无级变速的方式，来弥补电动机低速段输出力矩无法满足机床强力切削的要求，采用机械齿轮减速，增大了输出扭矩，并利用齿轮换挡扩大了调速范围。MM41M42数控系统通过程序中的S代码来控制主轴电动机的驱动调速电路，同时采用开关量信号（程序上用M41M44代码）来
5、控制机械齿轮变速自动换挡的执行机构。二、自动换挡的实现自动换挡执行机构是一种电机转换装置，常用的有液压拨叉和电磁离合器。o液压拨叉换挡 液压拨叉是一种用一只或几只液压缸带动齿轮移动的变速机构。到位：感应开关等元件检测。顶齿处理：微电机缓慢旋转。o电磁离合器换挡 数控机床中常使用无滑环摩擦片式电磁离合器和牙嵌式电磁离合器。第三节第三节 主轴分段无级调速控制主轴分段无级调速控制第三节第三节 主轴分段无级调速控制主轴分段无级调速控制液压拨叉换挡顶齿处理：正常工作时，离合器脱开，齿轮换挡时，主轴M1停止工作而离合器吸合，微电动机M2工作，带动主轴慢速转动。同时，油缸移动齿轮，从而顺利啮合。第四节第四节
6、 主轴准停控制主轴准停控制一、定义 主轴准停功能：又称主轴定位功能，当主轴停止时，能控制其停于固定位置。二、控制方式 机械准停、电气准停磁传感器准停编码器准停数控系统准停14603D(1)简化机械结构与机械准停相比，电气准停只需在这种旋转部件和固定部件上安装传感器即可。(2)缩短准停时间准停时间包括在换刀时间内。(3)可靠性增加由于无需复杂的机械、开关、液压缸等装置，也没有机械准停所形成的机械冲击，因而准停控制的寿命与可靠性大大增加。(4)性能价格比提高由于简化了机械结构和强电控制逻辑，这部分的成本大大降低。第四节第四节 主轴准停控制主轴准停控制14603D图5-18数控系统控制主轴准停结构1
7、4603D第五节主轴与进给轴的关联控制第五节主轴与进给轴的关联控制一、脉冲编码器二、主轴旋转与轴向进给的关联控制三、主轴旋转与径向进给的关联控制14603D一、脉冲编码器(一)增量式脉冲编码器(二)绝对式脉冲编码器14603D(一)增量式脉冲编码器表5-4增量式脉冲编码器技术参数14603D(一)增量式脉冲编码器表5-4增量式脉冲编码器技术参数14603D(二)绝对式脉冲编码器1)可以直接读出角度坐标的绝对值，没有累积误差。2)最高许用测量转速值较高。3)断电后位置信号不会丢失。4)为了提高测量精度和分辨率，必须增加码道数量，从而使码盘的结构更复杂，造价更昂贵。14603D表5-5绝对式脉冲编码器技术参数14603D二、主轴旋转与轴向进给的关联控制在数控车床上加工圆柱螺纹时，要求主轴的转速与刀具的轴向进给保持一定的协调关系，无论该螺纹是等距螺纹还是变距螺纹都是如此。为此，通常在主轴上安装脉冲编码器来检测主轴的转角、相位、零位等信号。14603D三、主轴旋转与径向进给的关联控制利用数控车床或磨床进行端面切削时，为了保证加工端面的平整光洁，就必须使该表面的表面粗糙度Ra小于或等于某值。